Egyszerű hobbiáramkörök

2013-05-03 12:11:36 | Módosítva: 2013-05-03 12:13:25

Logikai áramkörvizsgáló, hálózati feszültségmérő, reklám monitorok, hajómodell dízelmotor hang, időjelző autómata...

Logikai áramkörvizsgáló 

Ha van valami, amiben alaposan el lehet keveredni, az egy logikai áramkör. Ráadásul egy ilyen áramkörnek nem is kell túlságosan bonyolultnak lennie ahhoz, hogy esetleg teljes legyen a csõd. Már egy közepesen összetett, tehát nem nagyon nehezen követhetõ összefüggéseket tartalmazó logikai áramkör is okozhat felejthetetlen perceket különösen annak, aki most találkozik vele elõször, vagy javításához kezd. A logikai áramkörök szinte általános jellemzõje, hogy kétféle elektromos állapottal dolgoznak, ennek megfelelõen az áramkör jelútjainak egyes pontjain kétféle feszültség mérhetõ, a magasabb a H-nak a logikai egyesnek, az alacsonyabb az L-nek a logikai nullának, a köztes állapotok pedig logikailag értelmezhetetlen zavaroknak minõsülnek. Legyen az bármilyen rendszerû logika, az biztos, hogy a kettes számrendszer törvényei szerint kell mûködnie, ahol mindössze két szám, a nulla és az egyes létezik. A logikai egyesnek általában a tápfeszültséget, vagy ahhoz közeli feszültség értéket, a logikai nullának pedig a közös vezetõ potenciálját, vagy az ahhoz közeli feszültséget rendelik. Ez a dolgot látszólag leegyszerûsíti, ami a valóságban csak részben igaz. Mindezek ellenére azért nem kell megijedni, csupán néhány hasznos szabályt kell követni. Elõször is tisztázni kell nagy vonalakban a logikai áramkör felépítését, lehetõleg a rendeltetésének pontosításával. Célszerû ezen belül azt is megállapítani, hogy az áramkör a feladatokat milyen eszközökkel hajtja végre és az egyes mûködési funkciók milyen feltételek megléte esetén lépnek életbe. Nem árt ha van kapcsolási rajz, de az egyszerûbb logikai áramköri részeket a beépített alkatrészek, különösen az ismertebb IC-k segítségével viszonylag könnyen fel lehet térképezni. Amikor már van kapcsolási rajz és a mûködés is nagyjából ismert, akkor már kezdõdhet az érdemi munka. Ehhez azonban olyan eszköz szükséges, amivel a logikai szinteket a jelút egyes pontjain anélkül lehessen pontosan megállapítani, hogy a mérés az áramkör mûködését ne befolyásolja. Léteznek olyan különlegesen nagy belsõ-ellenállású feszültségmérõ mûszerek, úgynevezett FET feszültségmérõk, amik akár középnullás mérésmódban alkalmasak a különbözõ polaritású logikai szintek mutatására. Ennél egyszerûbb és a logikai áramkörök vizsgálataihoz általánosabban használt eszközök az úgynevezett logikai teszterek, azaz logikai áramkörvizsgálók. Felépítésük rendszerint olyan, hogy az egyik vezetékükkel a vizsgált áramkör közös telepfeszültség nulla pontjához, a másikkal a telepfeszültséghez csatlakoznak és egy tapintócsúccsal a logikai szintek a jelutakban gyorsan és egyszerûen ellenõrizhetõk. Az 1. ábrán egy egyszerû felépítésû, nem bonyolult elvek szerint mûködõ, kevés alkatrészbõl álló, megbízható logikai áramkörvizsgáló kapcsolási rajza látható. A teszter a két tápvezetékével a vizsgált áramkör tápegységéhez, azaz annak a tápfeszültségéhez csatlakozik. Emiatt ez a tápfeszültség nem lehet kisebb mint 5 volt, illetve nem lehet nagyobb mint 15 volt. Az 5 voltos tápfeszültség a TTL, a 15 voltos tápfeszültség pedig a CMOS logikákra jellemzõ. Az 1. ábrán látható áramkörrel mind a kétféle logikai hálózat vizsgálható. Mielõtt tehát a vizsgált áramkörhöz csatlakoznánk, azt feltétlenül ismernünk kell, hogy TTL vagy CMOS, és a teszteren levõ kapcsolót ennek megfelelõen kell átváltani. A logikai áramkörvizsgáló bemeneténél, tulajdonképpen a tapintócsúcsnál, az LM358-as IC-bõl álló két komparátor van. A komparátorok egy kapcsoló segítségével kétféle referencia feszültséghez juthatnak, amiket két ellenállásos feszültségosztó állít elõ a mindenkori tápfeszültségbõl. Ez a tápfeszültség azonos a vizsgált áramkör tápfeszültségével, tehát csak annyira stabil mint amennyire az a feszültség. Amikor a K jelû választókapcsoló TTL állásban van, akkor a telepfeszültség a 39, 15 és a 10 kiloohmos ellenállásokon olyan arányban osztódik le, hogy az A jelû komparátor nem invertáló bemenetére a 18 százaléka, a B jelû komparátor invertáló bemenetére pedig a 40 százaléka jut. Ez azt jelenti, hogy mivel a TTL logikáknál a tápfeszültség stabilan 5 volt, ezért az A komparátor referencia feszültsége 0,8 volt, a B komparátoré pedig 2 volt. Ebbõl az következik, hogy a teszter a vizsgált áramkörben minden 0,8 volt alá esõ feszültséget L-nek, azaz logikai nullának, és minden 2 volt fölé esõ feszültséget pedig H-nak, azaz logikai egyesnek minõsít. Amelyik feszültség a kettõ közé esik az értelmezhetetlen, azaz zavarnak minõsül. Elvileg az ilyen zavarokra a logikai áramkör elemeinek nem szabad reagálniuk. Ha a K kapcsoló CMOS állásban van, akkor a tápfeszültség a 15, 27 és a 15 kiloohmos ellenállásokon úgy osztódik le, hogy az A jelû komparátor nem invertáló bemenetére a 26 százalékának, a B jelû komparátor nem invertáló bemenetére pedig a 73 százalékának megfelelõ nagyságú referencia feszültség kerül. Ez azt jelenti, hogy ha a vizsgált CMOS logikai áramkörnél a tápfeszültség 15 volt, akkor a referencia feszültség az A komparátornál 3,9 volt, a B komparátornál pedig körülbelül 11 volt lesz. Ennek megfelelõen a teszter a vizsgált CMOS logikai áramkörben minden 3,9 volt alá esõ feszültséget L-nek, azaz logikai nullának, és minden 11 voltnál nagyobb feszültséget pedig H-nak, azaz logikai egyesnek fog minõsíteni. A két értékhatár közé esõ feszültségek logikailag értelmezhetetlenek, tehát zavarként értékelhetõk. A vizsgált áramkörökben, a jelutakban a logikai állapotoknak megfelelõ feszültségek a tapintócsúccsal követhetõk. Amikor az érzékelt logikai feszültség akár a TTL vagy a CMOS referencia szerint L szintû, akkor az A jelû komparátor kimenete H szintre vált és a T1-es tranzisztor a D1-es LED-et bekapcsolja. Ha a kitapintott logikai feszültség a referenciák szerint H szintû, akkor a B komparátor kimenete vált H szintre és a T2-es tranzisztor a D2-es LED-et bekapcsolja. Amikor az érzékelt logikai feszültség, azaz a jelút éppen vizsgált pontján levõ feszültség a referenciák által megszabott határok közé esik, azaz logikailag értelmezhetetlen zavarnak minõsül, akkor a 4001-es IC egyik kapuja a T3-as tranzisztort nyitja és ezen keresztül a D3-as LED bekapcsol. A logikai jelek lehetnek nagyon rövid impulzusok, amiket szinte lehetetlen egyszerû mérési módszerekkel felfedezni. Az áramkörvizsgálóban a 4001-es IC további kapuiból egy monostabil multivibrátor épül fel, ami tulajdonképpen arra szolgál, hogy ezeket a rövid impulzusokat jelezze. Amikor a monostabi multivibrátort a komparátorokról érkezõ impulzus átbillenti, akkor a T4-es tranzisztor a D4-es LED-et rövid idõre bekapcsolja. Egyébként ez az impulzusokat figyelõ, illetve jelzõ áramköri rész, ha nincs rá szükség akkor teljesen elhagyható. Egyetlen következménye csak annyi, hogy a 4001-es IC három NOR kapuja kihasználatlan marad.

Hálózati feszültségmérő

Bizonyára már mindenki által ismert tény, hogy a hálózati feszültség egy idõ óta nem a régóta megszokott 220 volt, hanem 230 voltra emelkedett. Ez a módosítás, illetve a feszültség növekedése elvileg semmi észrevehetõ változást nem szabad, hogy okozzon. A hálózati elektromos készülékek ugyanis csak akkor hozhatók forgalomba, hogy ha a rájuk vonatkozó szigorú elõírásoknak mindenben megfelelnek. Ezt a tényt a vizsgálatokat végzõ és minõsítõ hatóság bizonyítványa tanúsítja. Ezek szerint a hálózati elektromos készülékeknek hibátlanul kell mûködniük akkor is ha a feszültség 10 százalékkal csökken vagy nõ. Egyes készülékeknél ez a csökkenés, illetve növekedés határa 20 százalékos megengedhetõ nagyságot is elérhet. Ha tehát a 220 voltos régi hálózati feszültség 220+22=242 voltra nõ vagy 220-22=198 voltra csökken, akkor még a készülékeknek hosszú távon is kifogástalanul kell mûködniük. A jelenlegi 230 voltos feszültség tehát a régi értékek szerinti tûréshatárban van. Az már más kérdés, hogy ha a már megemelt 230 voltos hálózati feszültség növekedik valami oknál fogva a még megengedhetõ 10 százalékkal, akkor az elektromos készülékek a 230+23=253 voltos feszültséggel milyen biztonsággal és mennyi ideig képesek mûködni. Nyilván a tiszta ohmos terheléseket (ilyen minden fûtõtest vagy a hagyományos izzólámpák) nem érintik katasztrofálisan, legfeljebb az izzók nagyobb fénnyel világítanak és gyakrabban kell cserélni õket. A fûtõtestek meg kicsivel többet fogyasztanak, de ennyivel több meleget is adnak. Problémák csak a kényesebb elektromos készülékeknél adódhatnak, és ilyen a legtöbb hûtõszekrény kompresszora, amik viszont a túlfeszültséget hosszú távon nem nagyon szeretik. A tv-készülékek inkább az alacsonyabb hálózati feszültségre allergiásak. Mindent összevetve olyan helyen, ahol a hálózati feszültség szélsõséges változásai észlelhetõk, ott érdemes egy mûszerrel mérni és esetleg reklamálni, amíg nem késõ. Európai normák szerint a háztartási villamos hálózatról mûködõ elektromos készülékekre általában az vonatkozik, hogy kifogástalanul kell mûködniük a feszültség 210-250 voltos tartományában. Természetesen az a legjobb, ha a hálózati feszültség tartósan a már megváltozott 230 voltos nagyságon marad, erre viszont nincs semmi garancia. Váltakozó feszültséget mérni nem egyszerû dolog. A hagyományos mérési elv is egyenfeszültséggel mûködik, a váltakozó feszültséget tulajdonképpen egyenfeszültség-mérõ méri, csupán elõtte egy hiteles egyenirányító van. A 2. ábrán egy kimondottan hálózati váltakozó feszültség mérésére alkalmas áramkör kapcsolási rajza látható. A hagyományos rendszerû, 50 mikroamper alapérzékenységû mûszer egy hídkapcsolás átlójában foglal helyet. A 2. ábrán látható mérõáramkör arra a célra szolgál, hogy a benne levõ mûszer a hálózati feszültség felsõ tartományát mutassa. Hagyományosan, azaz egy általános rendeltetésû váltakozó feszültségmérõ a mért feszültséget az adott méréshatárban skálaosztás szerint a nullától méri és mutatja. Ebben az esetben erre nincs szükség, hiszen a hálózati feszültség 10, maximum 30 voltos, tehát viszonylag kis tartományban változó felsõ értékét kell csak mérni. A 2. ábra kapcsolásában a mûszer 210 és 230 volt között mér, tehát a skála nulla pontjához a 210 voltos feszültség tartozik, amit a P1-es trimmerpotenciométerrel lehet pontosan beállítani, a végkitérést pedig a P2-es trimmerpotenciométerrel kell pontosítani. A mûszer tehát a 2. ábra kapcsolásában 210-230 voltos tartományban mér, ezt abban az esetben érdemes beállítani amikor a hálózati feszültség az adott helyen a névleges 230 voltos értéknél mindig kevesebb szokott lenni. Ha a feszültség inkább a 230 volt fölé változik, akkor a mûszer mérési tartományát érdemes inkább a 230-250 volt közé helyezni. Ebben az esetben az R ellenállást kell 6,8 kiloohmosra cserélni. Ha a hálózati feszültség a tapasztaltak szerint mindkét irányban ingadozik, akkor erre az eshetõségre számítva a mûszer méréshatárát 210-250 volt közé is ki lehet terjeszteni. Ehhez a változtatáshoz a P2-es trimmerpotenciométert 5 kiloohmosra kell cserélni. Kérdés marad, hogy ha sikerült 50 mikroamperes alapmûszert keríteni és a kapcsolás összeállt, akkor milyen feszültséggel lehet hitelesíteni. Elvileg ez egyáltalában nem nehéz, ha van egy általánosan használt váltakozó feszültséget is mérõ mûszer. Egy néhányszor 10 kiloohmos potenciométerrel gyakorlatilag ezt a 230 voltos váltakozó feszültséget is egyszerûen le lehet a szükséges mértékûre osztani. A probléma csak az, hogy hálózati feszültségrõl van szó, amihez életveszélyes csak úgy hozzányúlkálni. Továbbá ez csak a névlegesnél kisebb feszültségtartomány mérésének hitelesítését oldja meg. A pontos hitelesítéshez marad tehát a transzformátor, torroid- vagy autótranszformátor.

Reklám monitorok

A számítástechnika olyan rohamos tempóban halad, hogy ami tegnap még újnak és korszerûnek számított az ma már esetleg elavult régiség. Az igazsághoz az is hozzátartozik, hogy ez a nagy tempó tulajdonképpen egy nagy üzlet és ezért ez a gyors avulás, ami még persze nem jelenti azt, hogy az emiatt leírt készülékek ezután már semmire sem alkalmasak. Az tény, hogy a régebbi számítástechnikai eszközök az értékükbõl rengeteget veszítenek, holott még hibátlanul mûködnek. Emiatt néha meglepõen olcsón lehet régi, mûködõképes 280-as és 380-as gépekhez, CGA, HERCULES és EGA monitorokhoz jutni, vagy éppen van otthon ilyen félreállított készülék. Régi számítógépeket és monitorokat kiválóan lehet különféle reklám, bemutatás, esetleg oktatási, minden olyan célra felhasználni, ahol számítógéppel támogatott írott vagy grafikus anyagokat, képeket kell bemutatni. Ilyen esetekben a tartalom mellett a látvány is nagyon fontos és ehhez hozzátartozik az is, hogy a közölt információ könynyen és jól értelmezhetõ legyen. Ennek egyik megoldása az, ha például számítógépes alkalmazások esetben egy idõben több monitoron jelenik meg az információ. Egy számítógéphez tehát több monitort kell kapcsolni. A monitorokat azonban nem lehet csak a csatlakozások elkészítésével egyszerûen a géphez kapcsolni. A gépben levõ videokártya valószínûleg csak egy monitort képes meghajtani. A megoldás az, hogy a monitorokat, szám szerint négyet, a 3. ábrán látható kiegészítõ áramkörön keresztül csatlakoztatjuk a számítógéphez. A 3. ábrán látható áramkörrel tehát egy PC, XT vagy AT géphez lehet négy CGA, HERCULES vagy EGA monitort kapcsolni akkor, ha az adott gép videokártyája is ilyen. A monitor elosztó áramkör egyszerûen négy 74HC541-es, nyolc háromállapotú meghajtót tartalmazó IC-bõl áll, amik közösített bemenetein egy-egy 4,7 kiloohmos, úgynevezett felhúzó ellenállás van. A gép videokártyájának monitorcsatlakozója SUB-D 9 pólusú, amin a kivezetések a következõk.

Ha a kártya CGA akkor:
1 Földelés 2 Földelés 3 Piros 4 Zöld 5 Kék 6 Fényesség 7 – 8 Vízsz. szinkron 9 Szinkron

Ha a kártya HERCULES akkor:
1 Földelés 2 Földelés 3 – 4 – 5 – 6 Fényesség 7 Video 8 Vízsz. szinkron 9 Függ. szinkron

Ha a kártya EGA akkor:
1 Földelés 2 2. Piros 3 Piros 4 Zöld 5 Kék 6 2. Zöld 7 2. Kék 8 Vízsz. szinkron 9 Függ. szinkron

A gépek tápegységében nagy valószínûséggel ott van a monitor elosztó táplálásához szükséges 5 voltos feszültség, amit minden további nélkül lehet használni. A négy 74HC541-es IC körülbelül 9-10 milliampert fogyaszt. Arra az esetre, amikor a tápegységbõl csak a 9-15 volt közötti váltakozó feszültséget sikerül kivenni, a 3. ábrán látható egy egyszerû 5 voltos tápegység rajza is. Az IC-k tápfeszültség kivezetéseihez közvetlenül egy-egy zavarszûrõ 100 nanofarados kondenzátort tegyünk. A 3. ábra kapcsolási rajzán csak egy IC és a hozzá tartozó csatlakozó bekötése látható, a további három IC és csatlakozó bekötése ezzel teljesen azonos.

Hajómodell dízelmotor hang  

Önmagában az is szép látvány, amikor egy hajómodell csendesen szeli a hullámokat és a valóságtól nincs is semmi eltérés akkor, ha ez a modell vitorlás hajó. A legtöbb modell azonban nem szél, hanem motor hajtotta hajók kicsinyített mása, legalábbis ami a külsõségeket illeti. A hajómodellt ugyanis belül villanymotor hajtja, ami az eredeti dízelmotort hivatott helyettesíteni. Az ilyen nem látható "csalásokra" még az eredetit a legaprólékosabban lemásoló modelleknél is rákényszerülnek, mert a mérethûen lekicsinyített hajótestbe kicsi dízelmotort több okból sem lehet beépíteni. Ezek közül az egyik, hogy ilyen kisméretû dízelmotor nem létezik, a többi okot ezután már nem is érdemes felsorolni. A lekicsinyített valóság illúzióját egyáltalán nem rontja, ha a hajót dízelmotor helyett villanymotor hajtja, mert ez nem látszik. Nem látszik, viszont hallatszik, pontosabban a dízelmotor jellegzetes hangja nem hallatszik. Nos, igényesebb modellezõket bizonyára izgatja, hogy milyen lenne az, ha a hajómotor hangja hallatszana is. A dízelmotoroknak van ugyanis egy jellegzetes hangjuk, aminek elektronikus utánzása egyáltalán nem lehetetlen, sõt nem is nehéz feladat, csupán néhány órányit kell csak bütykölni hozzá. A dízelhanggal felszerelt hajómodell már csaknem a teljes valóságot képes utánozni. A 4. ábrán látható kapcsolás nagyjából hagyományos, úgynevezett "diszkrét" alkatrészekbõl áll. Pontosabban az áramkör nincs egy parányi mûanyag tokba beintegrálva, mint ahogyan ma már a legtöbb egyedi célú áramkörrel ezt teszik, hanem tranzisztorokból, ellenállásokból stb. rakható össze. A hajók dízelmotorjának jellegzetes hangját utánzó, illetve elõállító áramkör alapját a T1 és T2, két BC547B tranzisztorral mûködõ astabil multivibrátor alkotja. Ennek a multivibrátornak tulajdonképpen a lényege az, hogy a C kondenzátor a két tranzisztor kapcsolgatásával bizonyos idõnként kisül illetve feltöltõdik. Az, hogy a kisütések illetve a töltések milyen szaporán követik egymást, az az R1, P1, P2 és az LDR-tõl függ. Az astabil multivibrátor tulajdonképpen az elõzõ fokozatban elõállított dízel alapzaj pulzálását végzi, méghozzá a hajót hajtó villanymotor fordulatszámától függõen. Ez az összefüggés egy kis izzó segítségével jön létre úgy, hogy az izzó a meghajtó motorhoz kapcsolódik, tehát amekkora feszültséget kap a motor, akkora jut az izzóra is. Az izzó az astabil multivibrátor frekvenciáját befolyásoló fényérzékeny ellenálláshoz, az LDR-hez van helyezve. Ha az izzó fénye erõs – ez akkor van amikor a motor nagyobb feszültségeket kap –, a hajó tehát sebesebben halad, a multivibrátor frekvenciája emelkedik. Amikor a hajó lassabban halad, vagyis a meghajtómotor kisebb feszültségeket kap, az izzó kevésbé erõsen világít, az LDR az astabil multivibrátor "fordulatszámát" alacsonyabbra állítja. A motor és az astabil multivibrátor szabályozásában meglévõ áthatás gyakorlatilag folyamatos, tehát a hajó sebességét a dízelmotor fordulatszáma mindig követi. A dízelmotor jellegzetes alapzaját, amit azután a fordulatszámnak megfelelõen az astabil multivibrátor modulál, két darab sorbakapcsolt AA119-es germánium dióda állítja elõ. Ezek a diódák képesek mint úgynevezett "zajdiódák" mûködni, vagyis az egyébként elhanyagolható nagyságú, de a germánium alapanyagú félvezetõknél mindig jelen levõ zajokat fel lehet használni. A kapcsolás most a két germánium dióda félvezetõ zaját a BC549C tranzisztorral és a 741-es mûveleti erõsítõ IC-vel alaposan felerõsítve hasznosítja mint dízelmotor alapzajt. Ez a felerõsített alapzaj kerül azután az astabil multivibrátorra, aminek a kimenetén már a hajómodellt hajtó villanymotor fordulatszámával arányosan modulált hang keletkezik. Ehhez az astabil multivibrátor kimenethez csatlakozik a BC547B és a BC557B komplementer tranzisztorpárral mûködõ, egyszerû B-osztályú hangfrekvenciás végerõsítõ fokozat, rajta a kisméretû 4 ohmos hangszóróval. A hajó dízelmotorjának hangját elõállító áramkör 6, 9 vagy 12 voltos akkumulátorral hajtott modellek bármelyikébe beépíthetõ. A fogyasztás alig haladja meg a 10 milliampert.

Időjelző autómata

Amikor önmagában csak az idõt kell mérni, akkor ehhez elegendõ egy bármilyen elv szerint mûködõ hagyományos óra. Ha bizonyos hosszúságú idõtartamokat kell mérni, akkor ehhez már stopperórát kell használni. Az idõ mérése sokszor nem kizárólag a valós idõ pontos megállapításából áll, hanem a mindennapos gyakorlatban többször is elõfordul, hogy valamit egy meghatározott idõben és elõre meghatározott ideig be vagy ki kell kapcsolni. Ez hagyományos szerkezetû, többnyire csak a valós idõt mutató órákkal már nem megoldható feladat. Az ilyen igényekhez az úgynevezett kapcsoló órák valók, amik digitális példányait ma már hónapokra elõre lehet szinte percnyi pontossággal beprogramozni. A kockázat ekkor az, hogy áramszünet alatt vajon mi történik. Minden elektronikus idõmérõ és a hozzájuk csatlakozó kapcsoló szerkezetek alapja rendszerint egy oszcillátor. Ez az oszcillátor szolgáltatja az úgynevezett "órajeleket", amik egy olyan folyamatosan ismétlõdõ rövid idõalapokat alkotnak, amiket azután egy számláló a kívánt idõben és a megfelelõ ideig egyszerûen megszámol. Például ha van egy 1 hertzes oszcillátorunk, ennek egyetlen periódusa egy másodpercig tart. Ha ezt az oszcillátor által keltett 1 hertzes jelsorozatot elkezdjük számlálni, akkor mindig ahány periódust megszámolunk annyiszor egy másodperc telik el. Gyakorlatilag tehát egészen egyszerû módon egy univerzális idõzítõ áramkör szerkeszthetõ, ami egy oszcillátorból és egy számlálóból áll. Az 5. ábrán egy olyan univerzális idõzítõ áramkör kapcsolási rajza látható, amivel gyakorlatilag bármilyen idõhöz köthetõ vezérlési és egyéb feladat megoldható. Ez az áramkör alapja lehet bármilyen feladatra készített kapcsoló, illetve vezérlõ elektronikának. Maga az alapáramkör szükség szerint egy oszcillátorból, egy inverterbõl és egy léptetõregiszterbõl áll, a kimeneteken jelzõ LED-ekkel. Mûködése egyszerû és az igények szerint változtatható. A 74HCT4060-as IC egy tizennégy-fokozatú, kettes számrendszerû számlálót, illetve osztót és egy oszcillátort tartalmaz. Ez a belsõ oszcillátor szolgáltatja az idõzítõ áramkör alap órajeleit. Az oszcillátor frekvenciáját az IC-hez csatlakozó R jelû 82 kiloohmos ellenállás, a P jelû 50 kiloohmos trimmerpotenciométer és a C jelû 220 nanofarados kondenzátor határozza meg. Ezek az értékek most akkorák, hogy az oszcillátort a P trimmerpotenciométerrel pontosan 18,2 hertzes frekvenciára lehessen hangolni. A 74HCT4060-as IC osztójának Q13-as kimenetén a kettõ a tizennegyediken osztás áll elõ, ami idõben a következõképpen alakul: 16384 / 18,2 Hz = 900,21978 Sec A Q13-as kimeneten tehát körülbelül 900 másodpercenként, azaz 15 percenként egy impulzus jelenik meg, ami azt jelenti, hogy ha a 74HCT4060-as IC-t egészében mint egy idõalapot szolgáltató egységet vesszük, akkor az elindításától számítva minden 15. percben ad egy számlálható impulzust. Ha ettõl az idõalaptól el akarunk térni, akkor erre két lehetõség is adódik. Az egyik megoldás az, hogy az alap órajeleket a 74HCT4060-as IC számlálójának, illetve kettes számrendszerû osztójának egyik alacsonyabb számú kimenetérõl vesszük, a másik megoldás, hogy az oszcillátor frekvenciáját változtatjuk meg a szükséges osztásarány–idõ mértékéhez. Az oszcillátor frekvenciája a következõ egyszerû képlettel számítható: F = 1 / [2,5 * (R + P) * C], ahol a frekvencia hertzben, az ellenállás ohmban, a kapacitás faradban van kifejezve. Nézzük meg, hogy az 5. ábrán látott kapcsolásban az oszcillátor a P, 50 kiloohmos trimmerpotenciométer középállásában, ami ekkor 25 kiloohmos lesz, mekkora frekvencián rezeg. Elõször a P és az R ellenállását kell összeadni, ez 25+82=107 kiloohm, azaz 107-szer tíz a harmadikon ohm. A C, a 220 nanofarados kondenzátor pedig 220-szor tíz a mínusz kilencediken farad. Tehát F = 1 / 2,5*107*220-szor tíz a mínusz hatodikon. Tovább számolva F = 1 / 0,058850 = 16,992353 Hz.

Vagyis a 74HCT4060-as IC oszcillátora a hangoló trimmerpotenciométer középállásában nagyjából 17 hertzen rezeg. Az oszcillátor szükséges 18,2 hertzre hangolása a P trimmerpotenciométer szabályozási tartományába bõven belefér. Az univerzális idõzítõ áramkör második fokozata a BC547A tranzisztor alkotta inverter. Erre azért van szükség, mert a következõ fokozatban a 74HCT164-es 8 bites Shift-regiszter IC pozitív élvezérelt, tehát a 74HCT4060-as IC Q13-as kimenetének 15 percenként átváltó szintjét fordítani kell. Az idõzítõ áramkör az 5 voltos tápfeszültség bekapcsolásával indítható és ezután a 74HCT164-es IC regiszterei egymás után, sorban 15 percenként alacsony szintre váltanak és a hozzájuk kapcsolt LED-ek bekapcsolnak. A különbözõ célú idõzítések vezérléséhez a jeleket a regiszter IC kimeneteirõl lehet továbbvezetni. A LED-ek tulajdonképpen csak az idõk leteltét jelzik. 

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!

DjVu formátum DjVu | PDF formátum PDF

Mocsáry Gábor

Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.